ラン藻における低温誘導性遺伝子のシステマティック変異による機能解析

蓝藻冷诱导基因的系统突变功能分析

基本信息

批准号：
02F00503
负责人：
村田紀夫
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

生物は常に環境の変化に曝されてる。環境変化に適応するためには、その環境変化を認識して、適応に必要な多数の遺伝子の発現を制御することが重要となる。ラン藻Synechocystis sp. PCC6803では、低温条件下で、約3000個の染色体上の遺伝子の中で24個の遺伝子の発現が誘導され、46個の遺伝子の発現が抑制されることが分かっている。低温により発現制御を受けた遺伝子の中の小数については低温適応における役割が明らかにされている。しかし、残りの多数の遺伝子については低温適応における役割が不明である。本研究では、低温誘導性が確認された遺伝子の中から、RNAヘリケースをコードするcrhL遺伝子に着目し、この遺伝子産物(CrhL)の低温適応における役割について調べた。まず、crhL変異株を作製した。低温条件下において、変異株は野生株に比べ成長速度が顕著に遅かった。DNAミクロアレイ法やノーザンブロッティング法を用いた実験の結果、10-kDa chaperonin (GroES)と60-kDa chaperonin 1(GroEL-1)をコードするgroESLオペロンと、60-kDa chaperonin 2(GroEL-2)をコードするgroEL2遺伝子のmRNAが、野生株に比べcrhL変異株で低かった。低温条件下において、これらのmRNAの分解速度は野生株と変異株とで違いがなかったので、CrhLがgroESLオペロンやgroEL2遺伝子の低温での発現過程に関与し、低温適応において重要な働きをすることが示唆された。現在、CrhLによるGroESL遺伝子群の低温誘導の分子機構をより詳細に検討中である。

生物体不断暴露于环境的变化。为了适应环境变化，重要的是要识别环境变化并控制适应所需的许多基因的表达。蓝细菌合成细胞杆菌。已经发现PCC6803在低温条件下大约3,000个染色体上诱导了24个基因在基因中的表达，并抑制了46个基因的表达。小数在低温适应中已经阐明了小数在低温表达的基因中的作用。但是，剩余的大量基因在冷冻适应中的作用尚不清楚。在这项研究中，我们专注于编码已确认为冷诱导的基因中的RNA螺旋病例的CRHL基因，并检查了该基因产物（CRHL）在低温适应中的作用。首先，产生了CRHL突变菌株。在低温条件下，突变菌株的生长速率明显慢于野生菌株。使用DNA微阵列和北面印迹方法的实验表明，编码10 kDa伴侣蛋白（GROES）和60 kDa伴侣蛋白1（groEL-1）基因的GROESL操纵子的mRNA，groel2基因编码60 kda伴侣2（groel2基因），cro含量较低。在低温条件下，野生和突变菌株之间这些mRNA的降解率没有差异，这表明CRHL参与了GROESL操纵子和GROEL2基因的低温表达过程，并且在低温适应中起着重要作用。当前，正在更详细地研究CRHL诱导GROESL基因组的分子机制。